|
LLDPE: второе поколение
Summary:
Ещё несколько лет назад потребление первых усовершенствованных LLDPE составляло менее 1% в трёх крупнейших регионах мира, ведь перечень их недостатков казался более чем веским. Сегодня ситуация меняется. И это касается не только процента потребления линейного полиэтилена низкой плотности, но и его качества.
Прогресс в области практического использования усовершенствованных LLDPE-пленок (линейный полиэтилен низкой плотности) можно назвать стремительным. Преимущества LLDPE-пленок второго поколения очевидны: им нет замены при выпуске однослойных мешков для мусора, многослойных барьерных пленок для упаковки многих видов пищевых продуктов.
Еще несколько лет назад первые усовершенствованные LLDPE, включающие как металлоценовые, так и другие новые классы материалов, сталкивались с серьезными препятствиями, мешавшими им занять достойную нишу упаковочного рынка. Их потребление составляло менее 1 % в трех крупнейших регионах мира. Перечень недостатков новых LLDPE казался более чем веским: сложная обрабатываемость, слабая сырьевая база, отсутствие экструзионного оборудования. Стоимость, например, металлоценовых LLDPE намного превышала цены на традиционные высшие альфа-олефиновые (гексеновые и октеновые) полиэтилены.
Сегодня ситуация меняется. Производители пленок начали осваивать искусство извлечения ощутимой выгоды из новых материалов на протяжении всей технологической цепочки производства. Снижение толщины пленочного слоя, особенно на объемных рынках монослойных мусорных мешков, групповой упаковки, транспортных мешков, по-прежнему рассматривается как важная цель, но уже не как единственная. Акценты смещаются по мере выявления новых возможностей LLDPE второго поколения, предлагающих повышенную прозрачность пленки, контролируемую воздухопроницаемость, высокую скорость сварки пленки, более простое и менее дорогостоящее изготовление и обработку пленок в последующих операциях технологического цикла. Новые материалы способны наиболее полно раскрыть свои преимущества в сочетании с искусно подобранными функциональными слоями, особенно в трехслойной соэкструзии.
В последние два года статус LLDPE-пленок нового поколения повысился благодаря следующим факторам:
- многообразие сортов и их доступность (по данным агентства Townsend Tarnell, только металлоценовые LLDPE производят 11 изготовителей, в том числе в Европе и Азии);
- недавнее снижение стоимостной дельты между усовершенствованными LLDPE и их традиционными конкурентами: бутеновыми LLDPE, обычными LDPE и сомономерами LLDPE;
- появление нового экструзионного оборудования, в котором все узлы — от головки экструдера, шнека и до намотчика — адаптированы специально для нового класса материалов.
Иерархия ценностей
Аналитик Catalyst Group Говард Блам считает, что «получение преимуществ от использования новых материалов возможно на протяжении всей цепочки начисления стоимости: в виде улучшенных технологических характеристик продукта, снижения себестоимости производственных процессов, увеличения доли рынка, обновленной эстетики упаковки и т. д. Именно эти цели применительно к новым полимерам были всегда связаны с большими трудностями, отчасти из-за того, что способы тестирования и составления спецификаций основывались на традиционных методах, не раскрывавших полный потенциал усовершенствованных LLDPE; а частично из-за слишком большого разнообразия новых полимеров, различающихся в катализаторах, сомономерах, процессах изготовления».
Сегодня к LLDPE второго поколения относят несколько групп полимеров:
- металлоценовые LLDPPE, поставляемые компаниями Exxon, Dow, Phillips Chemical;
- неметаллоценовые классы (от Nova Chemicals, Equistar);
- супергексеновые и супероктеновые классы, например, от Eastman (последние предлагают иные технологические характеристики, нежели металлоценовые материалы).
Хорст Маак, специалист консалтинговой фирмы MBS, утверждает, что установилась определенная иерархия потребностей в адаптации LLDPE второго поколения: «Когда практический минимум, которым является снижение толщины слоя, уже достигнут, следующим шагом становятся технологические изменения: повышенные оптические свойства пленок, прочность сварного шва, более быстрая намотка пленки, внешние качества поверхности пленки и т. д. Адаптация новых LLDPE требует сохранения уже существующих свойств пленки. Ведь если новая пленка, предназначенная для запечатки, не будет печататься, то в итоге достигнутые «плюсы» автоматически превращаются в «минусы». Кроме того, не нужно считать снижение толщины слоев пленки упаковочным идолом — на многих рынках машинная обрабатываемость материала гораздо важнее. К примеру, в Европе бумажные салфетки и полотенца, как правило, упаковываются в пленку толщиной 25 мкм при реально достижимых 15 мкм. Более тонкая пленка будет рваться при обработке».
Возможности экструзии
В процессе адаптации усовершенствованных LLDPE основную роль играет трехслойная плоскощелевая соэкструзия, с ее возможностями варьировать и подбирать композицию слоев, конструируя их по толщине и функциональным свойствам. Именно трехслойная соэкструзия, как считают специалисты, способна оптимизировать дорогостоящие LLDPE нового поколения, в то время как пяти-, семи-слойные соэкструзионные системы наиболее эффективны в производстве высокобарьерных пленок.
На последних международных выставках несколько крупнейших производителей экструзионного оборудования представили свои разработки. Английская компания Battenfeld Gloucester Engineering выпустила трехслойную соэкструзионную линию, успешно прошедшую коммерческие испытания с металлоценовыми полиэтиленами. Оборудование нацелено на изготовление пленок для различных пакетиков под продукты и воды, а также упаковочных применений в условиях измененной атмосферы. Одна из возможных опций — пленка для пакетов под соки и воду. Предполагаемая композиция пленки включает в качестве срединного слоя полипропилен (РР), не пропускающий запах и обладающий высокой воздухонепроницаемостью и два слоя металоценновых полиэтиленов. Один слой обеспечит высокую скорость сварки, другой — улучшенную глянцевость внешней поверхности пленки.
Корпорация Reifenhauser опробовала экструзионную линию, представляющую собою конфигурацию трех экструдеров (60-, 70-, 60 мм), адаптированную под различные полимеры,— нейлон, полипропилен и практически все полиэтиленовые классы.
Немецкий производитель Windmoel-ler&Hoelscher активно рекламирует свою разработку — экструзионную линию Varex (установка для рукавной пленки). Упаковочная компания Charter Films, один из первых покупателей Varex, провела успешные испытания, опробовав несколько классов LLDPE нового поколения, включая Hifor Clear от компании Eastman Chemical. Новый полимер по сравнению с существующими супероктеновыми LLDPE обладает повышенными характеристиками прозрачности, отличными сварными качествами.
Новейшая конструкция экструдера от фирмы Davis-Standard адаптирована под трудноэкструдируемые смеси LDPE, LLDPE, EVA, m-LLDPE. Модифицированный шнек позволяет улучшить однородное перемешивание смесей, содержащих полимеры нового поколения, которые плавятся при более низких температурах, чем традиционные материалы.
Hosokava Alpine America, пионер-фирма в области экструзионного оборудования, показала возможности своей мощной экструзионной системы HS120S, используя в смеси металлоценовые полиэтилены от Exxon для производства монослойных пленок. Область применения — высококачественные мешки под мусор. Конструкция экструдера рассчитана на монослойную и многослойную соэкструзию. Как считают представители компании, система HS120 S способна «протолкнуть m-LLDPE на объемные упаковочные рынки». Наличие метал-лоценовых LLDPE в смеси позволит изготавливать более тонкие мешки при сохранении прочностных характеристик и в целом повысить уровень производительности.
Сама компания Exxon недавно составила технический отчет для упаковочных компаний, раскрывающий преимущества своих m-LLDPE пленочной марки Exceed. Исследование охватило пленки для упаковки бумажных пополотенец и салфеток (60%-ное содержание марки Exceed в смеси с полиэтиленом средней плотности), мешков для мусора, транспортных мешков, пленки для упаковки пищевых продуктов и т. д. Использование в промышленной упаковке смеси, содержащей 40% марки Exceed m-LLDPE, позволяет уменьшить толщину слоя на 15-25% по сравнению с обычными смесями. В транспортных мешках, например, обычная практика введения в пленку ТiO2, в качестве наполнителя и амортизатора, приводит, как правило, к серьезному снижению прочностных характеристик; использование в смеси металлоценовых марок Exceed практически устраняет этот эффект.
Среди других крупных производителей усовершенствованных LLDPE интересны разработки компании Eastman Chemical, выпускающей две марки: высокопрочную Hifor Xtreme и марку Hifor Clear, с повышенными характеристиками прозрачности. По словам представителя Eastman Кена Ар-па, «обе марки предлагают наличие определенного баланса характеристик, не доступного для других классов полиэтиленов», и уже активно используются в упаковке. К примеру, прочностная марка Hifor Xtreme, обеспечивая отличные сварные свойства и минимальные производственные отходы, адаптирована для упаковки замороженных продуктов, в том числе морепродуктов.
Целый ряд поставщиков полимеров нового поколения — Exxon, Equistar, Borealis — направляют усилия на создание марок LLDPE, которые сочетают в себе прочностные качества, свойственные металлоценовым классам, и характеристики высокой прозрачности и обрабатываемости, типичные для традиционных марок LDPE (полиэтилена низкой плотности).
Марина Монахова
2001 #1
|
